ドローンをベースにした3Dプリント手法を開発したエンジニアによると、飛行ロボットは遠隔地やアクセス困難な場所に構造物を建設するという課題に対する解決策となる可能性があるという。
複数の自律ロボットによる空中積層造形。画像：Kovac et al/Nature
巨大な3Dプリント装置を介してセメントやその他の構造媒体を配管することは、住宅やその他の建物の建設を自動化する可能性のある方法としてすでに実証されています。
しかし、この大型機械には限界があり、技術者らはドローンを使って3Dプリントのノズルを操作することで限界を打破できると提案している。
吐き戻した木質繊維をすりつぶして構造物を構築するミツバチやスズメバチは、ロンドン・インペリアル・カレッジとスイス連邦材料科学技術研究所（EMPA）の研究者たちにインスピレーションを与えました。彼らは、人間の監視下で、無人飛行ロボット群が集団的かつ自律的に3D構造物を構築する、新たな製造プロセスを開発しました。
総称して空中積層造形（Aerial Additive Manufacturing、Aerial-AM）と呼ばれるドローンは、構造物や地形をスキャンして設計図を作成するスキャンドローンと、3Dプリントを行うビルドドローンに分類されます。後者には、ドローンの飛行位置の変動に対応するために動くノズルが搭載されています。
今週ネイチャー誌に掲載された論文によると、ドローンチームは単一の設計図に基づいて協力して作業し、状況に応じて技術を調整していくという。研究者らによると、ドローンは飛行中は完全に自律的に動作するが、人間の操縦士が監視しており、操縦士はドローンから提供される情報に基づいて飛行の進行状況を確認し、必要に応じて介入する。
- 米軍の無人機、飛行時間記録更新の数時間前に墜落
- AIチップは、ウェアラブルやドローンでの使用のために抵抗性RAMに人工ニューロンを追加します
- ロシア軍、メーカーの抗議にもかかわらず中国製ドローンとロボットを戦闘に使用
- 英国が世界最長の自律型ドローン・スーパーハイウェイを敷設
インペリアル・カレッジ・ロンドン大学航空学部およびEMPA材料技術ロボティクスセンター所長であり、論文の筆頭著者であるミルコ・コヴァチ教授は、「少なくとも実験室では、ドローンが自律的に、また連携して建物の建設や修理を行うことができることを証明しました。このソリューションは拡張性が高く、将来的にはアクセスが困難な地域における建物の建設や修理にも役立つ可能性があります」と述べています。
ScanDrone（左）とBuilDrone（右）。写真提供：ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン、コンピュータサイエンス学部
試験環境では、ドローンが概念実証用のプリントを作成しました。その中には、ポリウレタンベースのフォームを72層重ねた高さ2.05mの円筒形構造物が含まれています。ドローンがプリントしたもう一つの構造物は、セメントのような材料をベースとした28層構造で、高さ18cmの円筒形構造物です。
研究者たちは、この技術が将来、高層建築物やアクセスが困難な場所での構造物の建設・修理に可能性をもたらすと主張しています。今後、研究者たちは建設会社と協力して、このソリューションを検証し、修理・製造能力を提供する予定です。
「当社のドローン群は、従来の手作業による方法に比べて、将来的に建設コストとリスクの削減に貢献できると考えています」とコヴァック氏は述べた。®
